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Compensation de mouvement par réseaux neuronaux cellulaires. Application en imagerie médicale
No full textCe travail concerne l\u27estimation et la compensation de mouvement à partir de séquences d\u27images. L\u27originalité de cette thèse consiste dans les solutions proposées pour l\u27implantation rapide de l\u27interpolation et de la compensation du mouvement sur un support physique existant de réseaux neuronaux cellulaires (RNC). Pour améliorer la précision des méthodes classiques d\u27estimation du mouvement, on a développé des approches avec prise en compte des discontinuités. Les algorithmes déterministes de minimisation de l\u27énergie par Maximum a Posteriori implantés sont l\u27ICM et le recuit en champ moyen. La compensation du mouvement implantée sur le RNC s\u27appuie sur le champ de mouvement estimé précédent. Ceci est facilité par la similitude entre le voisinage au sens de Markov et la structure physique des RNC. Les performances des algorithmes proposés, ont été testées sur des images médicales échographiques et tomographiques X. Les gains en temps obtenus sont de plusieurs ordres de grandeur (jusqu\u27à 103) et constituent une alternative extrêmement intéressante aux solutions conventionnelles
Influence des pré-traitements mécaniques et biologiques des Ordures Ménagères Résiduelles (OMR) sur leur comportement bio-physico-chimique en Installation de Stockage de Déchets (ISD)
No full textLa directive européenne 99/31/CE sur le stockage des déchets solides fixe des règles de gestion intégrée des déchets. Les pré-traitements mécaniques et biologiques (PTMB) des ordures ménagères doivent permettre de réduire les quantités de déchets stockés et de réduire la fraction biodégradable contenue dans les déchets. L\u27objectif fixé pour cette thèse a été d\u27évaluer l\u27influence des PTMB des ordures ménagères résiduelles sur leur comportement en installations de stockage des déchets. Pour atteindre cet objectif, le travail a été basé d\u27une part sur l\u27étude de l\u27efficacité des opérations de deux procédés industriel et semi-industriel de PTMB (au SDEE-Lozère et au CREED), d\u27autre part sur l\u27évaluation au laboratoire du comportement des déchets pré-traités en bioréacteurs de simulation de stockage avec ou sans recirculation de lixiviats. L\u27influence positive des PTMB des deux procédés est observée ainsi que l\u27effet de la recirculation sur tous les bioréacteurs
Caractérisation intrinsèque de sources complexes de vibrations par la méthode des mobilités : application au cas d\u27un moteur Diesel
No full textL\u27objectif de ce travail de thèse est de caractériser des sources de vibrations réelles de manière intrinsèque. Pour cela, elles doivent idéalement être placées en condition aux limites Libre-Libre et mise en fonctionnement. Ainsi, pour des systèmes « académiques » cette mise en situation est envisageable, mais dès lors que les sources deviennent complexes cela n\u27est plus possible. Pour cela, des méthodes de caractérisations ont été développées. L\u27une d\u27entre elles, la méthode des mobilités est utilisée ici : elle offre une grande souplesse d\u27utilisation et permet de coupler des données provenant de mesures et de calculs. La notion de « vitesses découplées » est introduite et définie comme représentative de la source. Ces vitesses, associées aux mobilités de la source, permettent de la définir entièrement et indépendamment de toute autre structure. Cette méthode est appliquée à deux sources complexes : une cuve de lave-linge et un moteur thermique d\u27automobile dans le but d\u27en déterminer les « vitesses découplées ». Dans le premier cas, une technique a été développée pour prendre en compte les éléments élastiques purs dans la méthode des mobilités. Dans le second cas il a fallu prendre en compte des éléments élastomères : leur comportement vibratoire est fortement dépendant de la charge statique qui leur est appliquée. Or les mobilités doivent être obtenue en condition aux limites Libre-Libre. Une méthode de « source fictive » a alors été mise au point pour déterminer ces mobilités « in situ ». Les résultats nous ont permis de conclure sur la nature de ces deux sources et sur les critères à prendre en compte à l\u27avenir pour la détermination intrinsèque de sources réelles. Finalement une étude paramétrique utilisant les données réelles du moteur thermique d\u27automobile (vitesses découplées et mobilités) a été menée pour étudier l\u27influence des différents éléments d\u27un véhicule sur le comportement vibratoire couplé. Les résultats d\u27efforts de couplage, de vitesses couplées, d\u27efforts injectés, de puissance acoustique rayonnée sont présentés et commentés
Numérisation et exploration des manuscrits médiévaux
No full textCette thèse s\u27attache à l\u27étude des images de manuscrits médiévaux numérisés. Cest lune des premières thèses dédiées aux développements de méthodes informatiques spécifiques aux corpus médiévaux. Elle comporte trois parties. Dans la première nous avons situé les manuscrits du Moyen-Âge par rapport à lensemble du patrimoine écrit. Les caractères très particuliers de ces documents font que les algorithmes de traitement et danalyse de documents développés jusquà présent pour les documents imprimés ou les manuscrits plus récents sont inopérantes et que, pour les explorer, nous devons créer des méthodes adaptées à leur complexité et leur variabilité, tant au niveau des formes que des contenus. Dans la seconde partie nous nous sommes attachés à analyser la structure des documents à travers la couleur et la mise en page. Afin de résoudre de nombreux problèmes concrets telles que la séparation recto/verso, l\u27analyse des couleurs ou la binarisation, nous avons élaboré une méthode de segmentation couleur particulièrement adaptative et appropriée aux images de documents anciens. Dans loptique de faciliter lindexation des manuscrits médiévaux et de les caractériser, nous avons ensuite proposé une technique de segmentation des colonnes et comptage des lignes adaptée à notre corpus. Dans la troisième partie nous nous sommes intéressés à laccès au contenu. Les méthodes de reconnaissance optique développées pour les documents récents ne pouvant être utilisées ou adaptées, nous avons proposé une « alternative » rendant possible l\u27exploration du contenu. Notre solution permet de retrouver toutes les occurrences d\u27un mot sélectionné par l\u27opérateur à l\u27intérieur d\u27un manuscrit. Celle-ci sappuie sur la similarité des formes des mots. Pour cela, nous avons développé une méthode de comparaison souple mais cohésive
Optimisation et modélisation du procédé de rotomoulage
No full textLe rotomoulage est un procédé de transformation des matières plastiques qui permet principalement la réalisation de pièces creuses de grandes dimensions, sans reprise, ni lignes de soudure. Ce procédé est connu depuis une cinquantaine d\u27années, mais utilise un savoir-faire empirique. Les inconvénients majeurs du rotomoulage sont aujourd\u27hui le temps de cycle et la non maîtrise du procédé. Les objectifs de ce projet sont d\u27une part de mieux comprendre les relations qui existent entre le matériau, le procédé et les propriétés des pièces finales et d\u27autre part, d\u27avoir un meilleur contrôle du procédé en analysant et modélisant les échanges thermiques. C\u27est dans ce cadre que s\u27est déroulée cette thèse CIFRE au Laboratoire de Recherche Pluridisciplinaire en Plasturgie et au Pôle Européen de Plasturgie, en partenariat avec MECAPLAST GROUP et la Région Rhône-Alpes. Durant le processus de mise en uvre par rotomoulage, le matériau polymère subit différentes transformations physiques : la fusion, la coalescence des particules, la densification du volume à l\u27état fondu et la solidification. La compréhension de ces mécanismes a permis d\u27expliquer les défauts qui apparaissent dans les pièces finales. Afin d\u27étudier les phénomènes d\u27échanges thermiques, un dispositif expérimental instrumenté simulant de manière locale la paroi du moule a été mis en place. Il a permis de valider une modélisation des échanges thermiques qui tient compte de l\u27évacuation de l\u27air dans le polymère. D\u27autre part, une analyse expérimentale des transferts thermiques a été réalisée en utilisant une métrologie thermique fine, notamment par fluxmètrie, in situ, directement sur la machine de rotomoulage
Estimation spatio-temporelle de mouvement et suivi de structures déformables. Application à l\u27imagerie dynamique du coeur et du thorax
No full textCette étude a pour cadre l\u27extraction de paramètres caractérisant la dynamique d\u27organes en mouvement à partir de séquences d\u27images tridimensionnelles acquises en imagerie cardiaque et thoracique. Notre approche s\u27appuie sur une technique de recalage non-linéaire 3D paramétrique dans une représentation multirésolution et multiéchelle. Nous constatons les limites de l\u27approche 3D pour le suivi de mouvement dans une séquence d\u27images et la nécessité d\u27introduire des contraintes temporelles. Nous avons d\u27abord contribué à la construction d\u27un modèle dynamique probabiliste des 4 cavités cardiaques. Le modèle géométrique des structures est constitué d\u27un ensemble de marqueurs qui décrit l\u27évolution des surfaces cardiaques. Un échantillonnage des trajectoires de ces marqueurs adapté à la séquence d\u27images à traiter permet d\u27obtenir, pour chacun des instants, un modèle statistique composé d\u27une forme moyenne et de variations estimées par une méthode de fenêtrage de Parzen. Un modèle d\u27état paramétrique et continu des transformations spatio-temporelles est ensuite introduit.Un algorithme basé sur le filtrage de Kalman estime les paramètres de ce modèle sous la contrainte de périodicité du mouvement. L\u27avantage principal de cette méthode est de prendre en compte de manière globale l\u27ensemble des images de la séquence. Le cadre théorique proposé permet également l\u27adaptation locale de la complexité du modèle au mouvement à estimer. Afin de diminuer les temps de calcul, une version parallèle et diverses stratégies ont été mises en uvre. Enfin, une évaluation de l\u27influence des paramètres est proposée sur des cas synthétiques et réels
Contribution à la conception des dispositifs de puissance en carbure de silicium: étude et extraction des paramètres
No full textAujourd\u27hui le carbure de silicium, SiC, est un matériau qui permet le développement de nouveaux composants de puissance. Le SiC est un semi-conducteur à grand gap, qui permet notamment de fabriquer des composants haute tension ou haute température. Des diodes PiN ayant des tenues en tension allant jusqu\u27à 5kV ont déjà développés au CEGELY. Ce travail de thèse entre dans le cadre de la modélisation et la caractérisation des diodes 4H en carbure de silicium ont été abordées notamment avec des outils de simulation numérique de type éléments finis. Ce modèle a été appliqué par la suite à la simulation des différents circuits de mesures excitant un comportement spécifique de la diode. Le circuit de DMTVCA (Depletion Mode Transient Voltage and Current Analyse) permet de ne pas se placer en forte injection. Il permet d\u27extraire le dopage et l\u27épaisseur de la couche faiblement dopée tenant la tension et la surface de la zone active. Le circuit d\u27OCVD (Open Circuit Voltage Decay) permet de solliciter la diode en forte injection sans passer par une phase complexe de recouvrement inverse. Il permet d\u27extraire la durée de vie ambipolaire. Enfin la cellule de commutation inductive ou résistive permet de valider dans un contexte de commutation plus réaliste la modélisation et les paramètres extraits. Cela a permis de mettre au point une procédure d\u27extraction des paramètres de conception des diodes PIN en SiC. Enfin, Pour caractériser le comportement optimal de la diode PiN, nous avons développé une analyse expérimentale, dans le circuit de DMTVCA, de la condition de percement: traversante (Punch-Through) ou non traversante (Non-Punch-Through)
Contribution à l\u27étude et à la réalisation d\u27un système électronique de mesure et excitation de tissu nerveux à matrices de microélectrodes
No full textCette étude avait pour objectif de contribuer à la définition dun dispositif intégré de mesure et stimulation de lactivité bioélectrique neuronale par matrice de microélectrodes (MEAs). La démarche a consisté à étudier les phénomènes et problématiques de mesure et stimulation liés à lenvironnement capteur associant phénomènes bioélectriques et électrochimiques hautement variables. Les études bibliographique et expérimentale ont permis de mettre en évidence la relation entre paramètres expérimentaux de lenvironnement capteur et dimensionnement de lélectronique. De plus, les résultats de la campagne expérimentale ont permis de mieux comprendre et caractériser le comportement de linterface capteur et les phénomènes mis en jeu lors de la mesure et de la stimulation bioélectriques. Les informations recueillies ont ainsi contribué à la définition de larchitecture et au dimensionnement de lélectronique de mesure et stimulation dactivité bioélectrique avec une MEA. Un circuit intégré analogique faible bruit, actuellement en cours de test, a pu être réalisé en sappuyant sur les informations obtenues pendant les études bibliographies et expérimentales de la thèse. Dans la dernière phase de ce travail, un modèle de la mesure extracellulaire dactivité bioélectrique unitaire dun neurone (potentiel daction) a été mis en place afin de pouvoir dune part obtenir des informations supplémentaires sur la transduction du signal depuis le neurone jusquau circuit de mesure, et dautre part de pouvoir disposer dun outil doptimisation de la mesure des biosignaux en terme de rapport signal sur bruit. Le modèle mis en place a permis dobtenir des résultats conformes aux données expérimentales. Il a notamment permis de montrer linfluence de la position relative de lélectrode et du neurone sur la forme et lamplitude des signaux. Il a également permis de montrer quil existe une dimension optimum de microélectrode pour une impédance surfacique délectrode donnée, et pour une position relative entre le neurone et lélectrode donnée. Lexploitation du modèle permettra, en y intégrant le bruit des microélectrodes, doptimiser les paramètres des MEAs en termes de rapport signal sur bruit (SNR)
Un indicateur d\u27impact environnemental global des polluants atmosphériques émis par les transports
No full textOn cherche à construire un indicateur d\u27impact environnemental global de la pollution atmosphérique semblable au potentiel de réchauffement climatique. Il doit permettre d\u27estimer l\u27impact environnemental global de la pollution atmosphérique induit par les transports, tout en conservant la valeur de l\u27impact environnemental de chaque catégorie d\u27impact, ainsi que l\u27évaluation des émissions. On s\u27appuie pour cela sur une typologie des impacts basée sur les connaissances scientifiques, la recherche d\u27un indicateur pour chaque type pollution, et l\u27élaboration d\u27une architecture d\u27agrégation de la pollution de l\u27air, qui permet d\u27intégrer l\u27ensemble des catégories d\u27impact environnemental au sein d\u27un impact global des polluants atmosphériques, et d\u27assister l\u27utilisateur à hiérarchiser ses préoccupations vis-à-vis de chacune des catégories d\u27impact de la pollution de l\u27air
Une auto-organisation et ses applications dans les réseaux ad hoc et hybrides
No full textUn réseau ad hoc est une réseau sans-fil spontané de terminaux mobiles. S\u27il est connecté à Internet, il constitue un réseau hybride. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la création d\u27une couche d\u27auto-organisation, pré-requis selon nous à une utilisation efficace du réseau. L\u27ensemble des contributions présentées ici expliquent comment structurer un réseau ad hoc et mettent en exergue l\u27utilité d\u27une telle organisation. Nous avons proposé une auto-organisation formant plusieurs niveaux de hiérarchie et facilitant la diffusion de l\u27information. Les algorithmes ont été intiment liés pour une maintenance optimisée. Cette structure a été validée à l\u27aide de simulations, analytiquement et dans un environnement radio réel. Des propriétés de robustesse, d\u27auto-stabilisation et de passage à l\u27échelle ont notamment été mises en exergue. Cette auto-organisation ne constituant aucunement une fin en soi, nous avons également proposé des protocoles de routage et de localisation s\u27appuyant sur la structure virtuelle, s\u27inspirant largement des protocoles actuels tout en améliorant leur passage à l\u27échelle et performances